增龄和预运动训练在MPTP致小鼠帕金森发病中的作用：线粒体自噬途径的分子生理学机制

帕金森病（PD）是严重威胁老年人的神经退行性病变。线粒体功能异常是其发病的核心环节。本研究拟从线粒体自噬这一重要分子事件入手，建立MPTP诱导小鼠PD模型，从线粒体生物力能学，线粒体动力学的新角度研究增龄过程中线粒体自噬在PD发生，以及在预运动训练延缓PD发生中的作用。同时建立MPP+诱导PC12细胞的PD细胞模型，给予自噬诱导剂，阻遏剂及线粒体分裂蛋白drp1抑制剂干预后，深入研究线粒体生物力能学，线粒体动力学与线粒体自噬的关系，及其在PD发病中的作用。通过本项研究，进一步揭示帕金森病的发病机制，探索运动延缓PD发病的新机理。以期为PD提出积极有效的非药物预防和治疗方法，并为其他神经退行性病变的研究、预防提供有益借鉴。

目的：帕金森病（PD）是严重威胁老年人的神经退行性病变。本研究通过建立增龄小鼠PD模型、预运动训练PD模型、细胞PD模型，从线粒体动力学和自噬的新角度研究其在PD发生，以及在预运动训练延缓PD发生中的作用。以期进一步揭示PD的发病机制，为PD的非药物预防和治疗提供有益借鉴。. 内容：1、C57BL/6小鼠腹腔注射MPTP制作PD模型。观察各年龄组小鼠行为学；黑质酪氨酸羟化酶阳性细胞数；神经元超微结构；中脑和纹状体线粒体功能；ATP酶合成活力；线粒体ROS生成速率；Western-blot法测定相关蛋白表达。2、运动组进行跑台训练。青中年对照组和运动组再随机分成两组，于训练结束后第1天分别注射生理盐水或MPTP造模。指标检测。3、使用250μM MPP+孵育PC12细胞建立细胞PD模型，雷帕霉素或渥蔓青霉素于MPP+孵育结束前30分钟加入以调节自噬水平。检测各组细胞存活率及丙二醛含量；细胞超微结构；构建GFP-LC3质粒，转染细胞，激光共聚焦显微镜观察自噬发生情况；线粒体膜通道孔开放程度及膜电位；蛋白测定。. 理论成果：1、增龄进程中，ROS生成增多，线粒体功能降低，线粒体趋向分裂，自噬能力下降，分裂异常的线粒体不能有效清除，导致中脑黑质损伤加剧。2、MPTP损害小鼠中脑和纹状体线粒体功能，自噬水平代偿性增高。伴随着增龄，小鼠中脑和纹状体对MPTP敏感性增强，老年小鼠对MPTP最为敏感。老年小鼠自噬代偿能力不足，在遭受同样的外界损害时，异常线粒体不能被有效清除，进而导致ROS生成增多，线粒体功能的进一步下降，神经元损伤最为严重。3、运动使线粒体线粒体融合分裂处于高水平动态平衡，自噬水平相应增高，当MPTP损害发生时，这一过程可及时调控线粒体分裂，促进自噬水平上调，进而改善中脑和纹状体线粒体功能，减少ROS生成，发挥神经保护作用。4、在MPP+对PC12细胞的损害过程中，细胞自噬水平的提高是细胞的自我保护机制。在此基础上上调或下调自噬水平，可相应改善或加重细胞损伤。线粒体自噬可能在此过程中发挥重要作用。. 发表成果SCI收录2篇，核心期刊3篇，会议摘要2篇，培养研究生4人；成功申报青年-面上连续资助项目一项（31370021）。